Die Physiologie des Wachstums

Abstract

Das menschliche Wachstum ist ein dynamischer und komplexer Prozess, der mit der Befruchtung der Eizelle beginnt und mit der Verschmelzung der Epiphyse mit der Metaphyse der langen Knochen, die das Ende der Adoleszenz kennzeichnet, abgeschlossen ist. Das Wachstum erfolgt in Phasen mit ausgeprägten Merkmalen der massgeblichen Einflüsse von u.a. genetischen, umwelt- und ernährungsbedingten sowie hormonellen Faktoren und Mustern. Am drastischsten ist das Wachstum vor der Geburt, einer Phase, in der eine unübertroffene Wachstumsgeschwindigkeit erreicht wird. Das pränatale Wachstum wird in erster Linie von der Grösse und dem Ernährungsstatus der Mutter und nur geringfügig von den Erbanlagen der Eltern beeinflusst. Insulinähnliche Wachstumsfaktoren (insulin-like growth factors, IGFs) und Insulin spielen hierbei im Gegensatz zum Schilddrüsenhormon und Wachstumshormon (growth hormone, GH) eine entscheidende Rolle. Im Säuglingsalter ändert sich die Wachstumsrate rapide von 20 cm/Jahr in den ersten Lebensmonaten auf 10–12 cm/Jahr im Alter von 1 Jahr. Diese Wachstumsphase wird stark von den Erbanlagen beeinflusst und es erfolgt häufig eine Anpassung an eine entsprechende Perzentile. Ferner hängt diese Wachstumsphase von der normalen Sekretion und Wirkung des Schilddrüsen- und des Wachstumshormons ab (d.h. davon, dass die IGF-1-Synthese in der Leber stimuliert und die Differenzierung der Knorpelzellen (Chondrozyten) und die lokale IGF-1-Sekretion unterstützt werden). Im zweiten Lebensjahr beträgt das Wachstum durchschnittlich 10–13 cm/Jahr, im dritten Lebensjahr 7,5–10 cm/Jahr und danach liegt es stabil bei 5–6 cm/Jahr, wobei die Wachstumsrate auch weiterhin von der normalen Sekretion und Wirkung des Schilddrüsen- und des Wachstumshormons abhängt. Die nachlassende Suppression der Hypothalamus-Hypophysen-Gonaden-Achse, die mit einem langsamen Anstieg der Produktion von Geschlechtshormonen einhergeht, kennzeichnet das Einsetzen der Adoleszenz, die mit einem Wachstumsschub verbunden ist, der sich aus der zusätzlich zum sprunghaften Anstieg des Geschlechtshormons stattfindenden Steigerung der Insulin-, Wachstumshormon- und IGF-1-Produktion ergibt. Die Einflüsse der Umwelt auf das Wachstum spiegeln sich in den säkularen Trends der letzten 150 Jahre wider. Unzählige Genprodukte, die auf die Wachstumsfuge wirken, wurden identifiziert. Das Verständnis des bei den Wachstumsprozessen komplexen Zusammenspiels von Genetik, Umwelt und Hormonmilieu wird durch die Beschreibung der an der Differenzierung der Hypophyse beteiligten Faktoren und ihrer genetischen Steuerung sowie durch die Identifizierung der Gene, die mehrere Schritte der wichtigsten Hormonwirkungen steuern, vertieft.